社会現象，自然現象を対象にした決定論的及び確率論的な統計数理モデル，経済活動，自然成長を通した予測モデル，更には最適化による制御モデルの構築を中心に，フィールドワークを通して循環型社会経済システムにおける持続的資源管理に関わる研究を行っている．具体的な研究テーマは，動物移動経路・餌場の確保と最大許容伐採面積制約による林地の集約化を伴う離散最適化およびその経済分析などである(図2)。（吉本）
 

自然や社会にみられる複雑な現象の背後にある構造やパターンの発見に興味がある。そのために、確率モデリングやベイズ統計を主な方法論として、対象とする現象の数理モデリングと統計解析の研究を行っている。研究対象は、神経システム、代謝ネットワーク、感染症モデル、社会ネットワークと多岐にわたる。（小山）

統計学的時系列解析のアプローチによる複雑で多様なシステムの構造解析や予測が対象分野である。主な研究としては、ニューロインフォマティクスの分野において、ニューロン間あるいは脳の部位間の機能的結合性の解明を目指している(図1)。
最近ではプラズマ乱流生成のメカニズムや突発的な崩壊現象の予測を目指した成分分解や非線形解析に関する研究も行っている。(三分一)